Wireless

Pengertian

Wireless merupakan teknologi yang bertujuan untuk menggantikan kabel atau menggunakan medium gelombang sebagai gantinya yang berguna untuk menghubungkan komputer dengan jaringan atau Wireless LAN, dengan begitu komputer dapat berpindah-pindah dengan bebas dan tetap dapat berkomunikasi dalam jaringan dengan kecepatan transmiisi yang memadai.

Wireless LAN distandarisasi oleh IEEE dengan kode 802. 11x  yang bertujuan untuk menyamakan semua teknologi wireless yang digunakan dibidang komputer. Teknologi yang paling sering digunakan dalam jaringan komputer berbasis wireless adalah WiFi. WiFi singkatan dari Wireless Fidelity yang didasari pada siandart IEEE 802.11x yang memiliki spesifikasi antara lain 802.11a, 802.11b, 802.11g. dan 802.11n.

Setiap spesifikasi memiliki kriteria berbeda antara lain 802.11a yang berjalan pada frekuensi 5GHz dengan kecepatan 54 Mbps, 802.11b yang berjalan pada frekuensi 2,4 GHz dengan kecepatan 11 Mbps, 802.11g yang berjalan pada frekuensi 2,4 GHz dengan kecepatan 54Mbps, 802.11n yang berjalan pada frekuensi 2,4 GHz dengan kecepatan 100 Mbps hingga 300 Mbps. Dan berjalan pada frekuensi 2400 MHz sampai 2.483,50 MHz dengan jumlah kanal 13 kanal bahkan pada perangkat yang terbaru hingga 14 kanal. 

Untuk mengunduh materi ini dalam format (.doc) silahkan kunjungi tautan berikut:

Tusfiles | Zippyshare | Solidfiles 

Alokasi Frekuensi

• Tahun 1995 – FCC (Federal Communications Commission) mengalokasikan beberapa bands (pita/jalur) frekuensi yang dapat digunakan tanpa lisensi(unlicensed)
• Tahun 1999 –Standar802.11 a dan b sudah ditetapkan dengan dukungan bandwidth maksimum 11 Mbps menggunakan Frekuensi 5 GHz & 2,4 GHz
• Frekuensi ISM sendiri merupakan unlicensed Frekuensi yang masuk kedalam kategori Industrial,Scientific and Medical (ISM)
• Range ISM Frequency : 900 MHz, 2,4 GHz dan5 GHz
• 802.11b/g/n menggunakan 2,4 GHz atau memiliki range mulai dari 2,4 GHz –2,5 GHz
• Frekuensi 2,4 GHz tersebut dibagi menjadi 13 kanal saluran transmisi mulai dari kanal pertama 2,412 Ghz s/d Kanal terakhir 2,472 GHz
• Kanal ke-14 sebelumnya digunakan di  Jepang tetapi sudah tidak terpakai lagi
• Setiap kanal memiliki lebar kanal 22 Mhz
• Spasi/Jarak antar kanal 5 Mhz
• Kanal 1,6 dan 11 disebut 3 kanal yang tidak saling overlapping, dan cocok untuk digunakan di perangkat AP yang saling berdekatan
• Sama dengan konsep TV UHF dalam range frekuensi tertentu dibagi lagi sesuai alokasi untuk setiap stasiun TV

     Wireless 802.11b/g beroperasi pada pita frekuensi 2400 MHz sampai 2483.50 MHz. Dengan mengijinkan operasi dalam 11 channel (masing-masing 5 MHz), berpusat di frekuensi berikut:

·         Channel 1 – 2,412 MHz

·         Channel 2 – 2,417 MHz

·         Channel 3 – 2,422 MHz

·         Channel 4 – 2,427 MHz

·         Channel 5 – 2,432 MHz

·         Channel 6 – 2,437 MHz

·         Channel 7 – 2,442 MHz

·         Channel 8 – 2,447 MHz

·         Channel 9 – 2,452 MHz

·         Channel 10 – 2,457 MHz

·         Channel 11 – 2,462 MHz

Teknik Multiuser/Multiple Acces

IEEE 802.11n didasarkan pada standar 802.11 sebelumnya dengan menambahkan multiple-input multiple-output (MIMO) dan 40 MHz ke lapisan saluran fisik (PHY), dan frame agregasi ke MAC layer. MIMO adalah teknologi yang menggunakan beberapa antena untuk menyelesaikan informasi lebih lanjut secara koheren daripada menggunakan satu antena.

Dua manfaat penting MIMO adalah menyediakan keragaman antenna dan spasial multiplexing untuk 802.11n. Kemampuan lain teknologi MIMO adalah menyediakan Spatial Division Multiplexing (SDM). SDM secara spasial me-multiplexes beberapa stream data independen, ditransfer secara serentak dalam satu  saluran spektral bandwidth. MIMO SDM dapat meningkatkan throughput data seperti jumlah dari pemecahan stream  data spatial yang ditingkatkan. Setiap aliran spasial membutuhkan antena yang terpisah baik pada pemancar dan penerima.

Di samping itu, teknologi MIMO memerlukan rantai frekuensi radio yang terpisah dan analog-ke-digital converter untuk masing-masing antena MIMO yang merubah biaya pelaksanaan menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan sistem non-MIMO. 

Saluran 40 MHz adalah fitur lain yang dimasukkan ke dalam 802.11n yang menggandakan lebar saluran dari 20 MHz di 802.11 PHY sebelumnya untuk mengirimkan data. Hal ini memungkinkan untuk penggandaan kecepatan data PHY melebihi satu saluran 20 MHz. Hal ini dapat diaktifkan di 5 GHz mode, atau dalam 2.4 GHz jika ada pengetahuan yang tidak akan mengganggu beberapa 802.11 lainnya atau sistem non-802.11 (seperti Bluetooth) menggunakan frekuensi yang sama. Arsitektur coupling MIMO dengan saluran bandwidth yang lebih luas menawarkan peningkatan fisik transfer rate melebihi 802.11a (5 GHz) dan 802.11g (2.4 GHz).

Teknik Modulasi

Ada lima teknik modulasi transmisi wireless yang diizinkan yang memungkinkan untuk mengirim frame MAC dari satu host ke host yang lain. Masing-masing teknik berbeda dalam teknologi yang digunakan dan kecepatan yang dapat dicapai.

1.       Sinar Infrared menggunakan teknik penyebaran (tidak saling berhadapan) transmisi pada panjang gelombang 0.85 atau 0.95 mikron. Dua kecepatan yang diijinkan : 1 Mbps dan 2 Mbps. Pada kecepatan 1 Mbps, skema encoding yang digunakan adalah ada sekelompok 4-bit yang dikodekan sebagai codeword 16-bit yang mengandung lima belas bit 0 dan satu bit 1, teknik ni disebut Gray code. Kode ini memiliki properti sedit kesalahan kecil dalam sinkronisasi waktu tertentu yang dapat menyebabkan hanya satu bit error pada output. Pada kecepatan 2 Mbps, encoding menggunakan 2-bit dan menghasilkan codeword 4-bit, juga dengan hanya satu bit 1, membentuk salah satu dari 0001, 0010, 0100, atau 1000. Sinyal inframerah tidak dapat menembus dinding, sehingga sel-sel di ruangan yang berbeda dapat terisolasi dengan baik satu sama lain. Namun demikian, karena bandwidth rendah (dan fakta bahwa matahari juga mempunyai sinar infrared) maka infrared bukan pilihan yang populer.

2.       FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) menggunakan 79 channel, masing-masing channel lebarnya 1 MHz, dimulai pada ujung rendah dari band ISM (Industrial, Scientific dan Medical) 2.4 GHz. Sebuah pseudorandom number generator digunakan untuk menghasilkan urutan frekuensi lompatan. Asalkan semua stasiun menggunakan awalan yang sama untuk nomor pseudorandom generator dan tetap disinkronkan dengan waktu maka mereka akan melompat ke frekuensi yang sama secara simultan. Jumlah waktu yang dihabiskan di masing-masing frekuensi, waktu diam adalah parameter yang dapat diatur, tetapi harus kurang dari 400 msec. Pengacakan FHSS ‘menyediakan cara yang adil untuk mengalokasikan spektrum di band ISM yang tidak diregulasi. Hal ini ini juga memberikan sedikit porsi keamanan karena intruder yang tidak tahu urutan hopping atau waktu diam tidak bisa menyadap transmisi. Lebih jauh lagi, multipath fading bisa menjadi masalah, dan FHSS menawarkan ketahanan yang baik terhadap masalah itu. FHSS juga relatif tidak sensitif terhadap gangguan radio, yang membuatnya populer untuk membuat hubungan antar bangunan. Kerugian utamanya adalah bandwidth rendah.

3.       DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), juga dibatasi untuk 1 atau 2 Mbps. Skema yang digunakan memiliki beberapa kesamaan dengan sistem CDMA, tetapi berbeda pada cara yang lain. Setiap bit ditransmisikan sebagai 11 chip, dengan menggunakan apa yang disebut Barker sequence. Menggunakan phase shift modulation pada 1 Mbaud, transmisi 1 bit per baud ketika beroperasi pada 1 Mbps dan 2 bit per baud ketika beroperasi pada 2 Mbps. Selama bertahun-tahun, FCC diperlukan oleh semua operasi peralatan komunikasi nirkabel pada pita ISM di Amerika Serikat dengan menggunakan spread spectrum, tetapi pada bulan Mei 2002, aturan ini dihapus karena munculnya teknologi baru.

4.       OFDM (OrthogonalFrequency Division Multiplexing) adalah teknik yang digunakan  Jaringan LAN nirkabel pertama yang berkecepatan tinggi yaitu 802.11a, untuk mengirimkan sampai dengan 54 Mbps pada pita ISM yang lebih lebar pada frekuensi 5-GHz. Sebagaimana istilah FDM, ada 52 frekuensi berbeda yang digunakan : 48 untuk data dan 4 untuk sinkronisasi, tidak seperti ADSL. Karena transmisi menggunakan cara munculnya frekuensi beberapa pada saat yang sama, teknik ini dipandang sebagai bentuk spread spectrum, tetapi berbeda disbanding CDMA dan FHSS. Memisahkan sinyal menjadi band sempit memiliki beberapa keunggulan dibanding menggunakan band lebar tetapi tunggal, termasuk imunitas yang lebih baik untuk gangguan narrowband dan kemungkinan menggunakan band noncontinuous. Sebuah sistem enkoding yang kompleks digunakan, berdasarkan phase shift modulation untuk kecepatan hingga 18 Mbps dan QAM. Pada kecepatan 54 Mbps, 216 bit data dikodekan menjadi simbol 288-bit. Motivasi OFDM adalah kompatibilitas dengan sistem European HiperLAN/2. Teknik ini memiliki efisiensi spektrum yang baik dalam hal bit/Hz dan kekebalan yang baik untuk multipath fading.

5.       HR-DSSS (High Rate Direct Sequence Spread Spectrum), teknik spread spectrum yang lain, menggunakan 11 juta chip/detik untuk mencapai 11 Mbps dalam band 2.4 GHz. Teknik ini disebut 802.11b tapi bukan kelanjutan dari 802.11a. Bahkan, standar ini lebih dahulu disetujui pertama dan lebih cepat sampai ke pasar. Data rates yang didukung oleh 802.11b adalah 1, 2, 5.5, dan 11 Mbps. Dua data rate yang lebih rendah berjalan pada 1 Mbaud masing-masing dengan 1 dan 2 bit per baud, dengan menggunakan phase shift modulation untuk kompatibilitas dengan DSSS. Dua data rate yang lebih tinggi berjalan pada 1375 Mbaud masing-masing dengan 4 dan 8 bit per baud, dengan menggunakan kode Walsh/Hadamard. Data rate dapat secara dinamis disesuaikan selama operasi untuk mencapai kecepatan optimal yang dimungkinkan dalam kondisi yang ada pada beban dan noise. Dalam prakteknya, kecepatan operasi dari 802.11b hampir selalu 11 Mbps. Walaupun 802.11b lebih lambat dari 802.11a, jangkauannya sekitar 7 kali lebih besar, dalam banyak situasi hal ini menjadi lebih penting.

Peningkatan versi 802.11b adalah 802.11g, yang telah disetujui oleh IEEE pada bulan November 2001 setelah banyak yang berpolitik bahwa dengan patennya teknologi itu, maka akan segera digunakan. Versi ini menggunakan metode modulasi OFDM dari 802.11a tetapi beroperasi dalam band sempit di ISM 2.4 GHz bersama dengan 802.11b. Secara teori itu dapat beroperasi sampai dengan 54 Mbps. Masih belum jelas apakah kecepatan ini akan terwujud dalam praktek. Ini berarti bahwa komite 802.11 telah menghasilkan tiga LAN nirkabel berbeda dengan kecepatan tinggi : 802.11a, 802.11b, dan 802.11g dengan radius jangkauan sekitar 100 meter.

Power Limitation

A.      2,4 GHz

Ada ada dua batas daya EIRP untuk band 2,4 GHz, satu untuk tingkat 802.11b dengan modulasi CCK (1, 2, 5,5 dan 11 Mbps) dan satu untuk 802.11g / n dengan modulasi OFDM. Batas diatur ke 20 dBm ( 100 mW) untuk OFDM dan 18 dBm (63 mW) untuk CCK.

Keterbatasan daya spektral dari 10 dBm / MHz (10 mW / MHz) menyebabkan batas daya yang rendah untuk 802.11b. Sebagai spektral modulasi CCK, kita melihat kekuatan spektral tinggi per MHz di pusat dan lebih rendah di tepi. Jadi jika Anda tidak menurunkan kekuatan Tx umumnya 18 dBm, Anda melebihi batasan spektral daya di tengah saluran 802.11b 20 MHz. Untuk OFDM, topeng spektral terlihat lebih seperti persegi panjang, sehingga daya yang hampir merata, dengan idealis 7 dBm / MHz (5 mW / MHz) melalui saluran 20 MHz misalnya, dan batas daya maksimum 20 dBm bisa digunakan.

B.      5 GHz

Sejak band 5 GHz dibagi menjadi dua ETSI Radio yang berbeda Local Area Network (RLAN) band dari 5150-5350 MHz dan 5470-5725 MHz, yang dapat dibandingkan dengan Infrastruktur FCC Unlicensed National Information (U-NII) band di AS , setiap band bisa memiliki batas daya yang berbeda. Sebagai 802.11 hanya menggunakan OFDM modulasi di radio band ini, tidak ada modulasi peraturan khusus, hanya frekuensi tertentu.

Operation Mode

A.      Ad-Hoc merupakan topologi jaringan wireless LAN yang sangat sederhana, karena pada topologs Ad-Hoc ini tidak memerlukan perangkat wireless seperti Access Point sebagai penghubung untuk host dapat saling berkomunikasi atau saling sharing data. Setiap host cukup memiliki transmitter dan reciever wireless seperti USB wireless untuk berkomunikasi secara langsung satu sama lain seperti pada gambar berikut.

       Kekurangan dan topologi ini adalah komputer tidak bisa berkomunikasi dengan komputer pada jaringan yang menggunakan kabel. Selain itu, daerah jangkauan pada mode ini terbatas pada jarak antara laptop atau komputer tersebut.

B.      Topologi Infrastruktur merupakan topologi yang menggunakan Access Point sebagai pengatur lalu lintas data, sehingga memungkinkan banyak client dapat saling terhubung melalui jaringan. Untuk menggambarkan topologi infrasktruktur, minimal dalam jaringan wireless harus memiliki satu node pada tempat di mana laptop atau komputer lain yang mencari sinyal dapat masuk kedalam jaringan agar dapat berkomunikasi. Topologi inilah yang paling banyak di gunakan di lapangan untuk menghubungkan beberapa perangkat komputer dalam jumlah yang banyak.

C.      Mode bridge digunakan sebagai Access point atau pemancar akan tetapi hanya bisa melayani  satu client atau disebut juga dengan PTP (Point To Point), mode ini juga bisa kita gunakan untuk network yang sifatnya Routing ataupun Bridging. Untuk menggunakan mode ini perangkat Routerboard  minimal memiliki lisensi level 3, sebagai contoh untuk type produk Embedded 5.xGHz jenis SXT-5HnD yang hanya memiliki license level 3, kita bisa membuat koneksi point to point dengan menggunakan 2 buah perangkat tersebut.

D.     Mode AP-Bridge 
Mode AP-bridge digunakan sebagai Access point atau pemancar yang bisa melayani banyak client atau disebut juga dengan PTMP (Point To Multi Point), mode ini bisa kita gunakan untuk network yang sifatnya Routing ataupun Bridging. Untuk menggunakan mode AP-Bridge ini perangkat Routerboard minimal harus memiliki lisensi level 4. 

E.      Mode Nstreme dual slave 
Pada dasarnya mekanisme kerja pada interface wireless adalah half duplex, akan tetapi dengan menggunakan mode ini kita dapat mengaktifkan mekanisme kerja full duplex, mode ini  merupakan proprietary didalam wireless mikrotik, tentunya kita juga membutuhkan 2 wireless card dan 2 antenna pada masing-masing wireless router mikrotik 

F.      Mode Station 
Wireless dengan Mode station ini digunakan sebagai wireless client/ penerima pada topologi PTP (Point To Point) atau PTMP (Point To Multi Point), wireless Mode station hanya bisa digunakan untuk membentuk network yang sifatnya routing, sehingga mode ini merupakan salah satu mode yang efektif dan  efisian jika pada sisi wireless client/station tidak dibutuhkan bridging 

Bandwidth

• 802.11a mendukung bandwidth sampai 54 Mbps dan sinyal berada dalam spektrum frekuensi teratur sekitar 5 GHz. Frekuensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan 802.11b yang berfrekuensi lebih pendek. Frekuensi yang lebih tinggi berarti juga sinyal 802.11a lebih sulit menembus dinding dan penghalang lainnya.
• 802.11b mendukung bandwidth sampai 11 Mbps, sebanding dengan Ethernet tradisional.802.11b menggunakan sinyal frekuensi radio tidak teratur yang sama (2,4 GHz) dengan standar 802.11 yang asli. 
• 802.11g mencoba untuk menggabungkan teknologi terbaik dari kedua 802.11a dan 802.11b. 802.11g mendukung bandwidth sampai 54 Mbps, dan menggunakan frekuensi 2,4 Ghz untuk rentang yang lebih besar. 802.11g kompatibel dengan 802.11b, yang berarti bahwa jalur akses 802.11g akan bekerja dengan adapter jaringan nirkabel 802.11b dan sebaliknya.
• Standar IEEE terbaru dalam kategori Wi-Fi adalah 802.11n. Ia dirancang untuk memperbaiki fitur 802.11g dalam jumlah bandwidth yang didukung dengan memanfaatkan beberapa sinyal nirkabel dan antena (disebut MIMO teknologi).

Ketika standar ini selesai, koneksi 802.11n harus mendukung kecepatan data yang lebih dari 100 Mbps. 802.11n juga menawarkan jangkauan yang lebih baik dari standar Wi-Fi sebelumnya karena intensitas sinyal meningkat.